1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 25)/(s² + 11s + 24) である。その逆変換は f(t) = A·e−3t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (6s + 25)/(s² + 11s + 24)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 10y′ + 24y = 48·u(t) に従い、y(0) = 5、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 4 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.3) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = 48·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 1)(s + 2))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 12/(s(s + 8)) を、センサのゲイン H = 2 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 12/(s(s + 8))H = 2
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 70/(s² + 6s + 70) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 70/(s² + 6s + 70)
ζ =
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 12 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 12 %
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))
Kmax =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 5)) の根軌跡は、s = 0 と s = −5 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 5))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 10(s + 1)/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 10(s + 1)/(s(s + 4))r(t) = 5 + 5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 4))K = 10
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 5 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 2.2 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 5 ΩL = 100 mHC = 2.2 µF
BW = Hz
12.ボード線図と余裕むずかしい
ユニティフィードバック系の開ループ伝達関数は L(s) = 6/(s(s + 2)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 6/(s(s + 2))
ωc = rad/s